Hun bevindingen, getiteld "Waarom chorusgolven de dominante motor zijn voor diffuse neerslag in het noorderlicht", zijn gepubliceerd in het tijdschrift Science Bulletin. .

Diffuse aurorae spelen een cruciale rol bij het van energie voorzien van de polaire ionosfeer en vertegenwoordigen een sterk koppelingsmechanisme tussen de magnetosfeer en de ionosfeer van de aarde. Ze ontstaan ​​door de botsing van elektronen met atmosferische moleculen nadat plasmagolven in de magnetosfeer de elektronen door resonantieverstrooiing in de verlieskegel verstrooien, waardoor ze in de atmosfeer neerslaan.

Bovendien worden chorusgolven in fluitermodus en elektromagnetische elektronencyclotronharmonische (ECH) golven beschouwd als de twee belangrijkste golfmodi die verantwoordelijk zijn voor het induceren van diffuse aurora-vorming. Hoewel theoretisch wordt verwacht dat beide golftypen in gelijke mate bijdragen, blijkt uit observatiegegevens dat chorusgolven voornamelijk de vorming beïnvloeden, wat een wetenschappelijke uitdaging vormt die dringend moet worden aangepakt.

Gezamenlijke waarnemingen van de Van Allen Probe A-satelliet en DMSP-satellieten in de Verenigde Staten hebben ontdekt dat chorusgolven en ECH-golven vergelijkbare amplitudesterkten hebben en onafhankelijk elektronenneerslag in de poolgebieden kunnen veroorzaken. Belangrijker nog is dat een lang verwaarloosd observatiefenomeen werd onthuld:er is een significante negatieve correlatie tussen de amplitudes van de twee plasmagolven, wat aangeeft dat de amplitude van ECH-golven sterk wordt onderdrukt door koorgolven.

Satellietstatistieken tonen verder aan dat het onderdrukkende effect van chorusgolven op ECH-golven wereldwijd wijdverspreid is. Door gebruik te maken van computerdeeltjessimulatiemethoden en gegevens van de Japanse Arase-satelliet werd bevestigd dat chorusgolven ECH-golven effectief kunnen remmen door de elektronenverdelingen snel te hervormen.

Deze onderzoeksresultaten geven aan dat hoewel zowel chorusgolven als ECH-golven diffuse aurora's kunnen veroorzaken, chorusgolven uiteindelijk de belangrijkste bijdrager worden aan diffuse aurora-vorming vanwege hun onderdrukkende effect op ECH-golven. De dominantie van chorusgolven is een onvermijdelijk gevolg van de interactie tussen deze twee golfmodi. Verwacht wordt dat deze nieuwe ontdekkingen ons alomvattende begrip van diffuse poollichtverschijnselen op aarde en andere planeten zullen bevorderen.

Meer informatie: Xinliang Gao et al., Waarom koorgolven de dominante aanjager zijn van diffuse neerslag in het noorderlicht, Science Bulletin (2023). DOI:10.1016/j.scib.2023.12.009

Aangeboden door de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China